Coinbase 启动后量子托管系统设计,旨在保护约 2500 亿美元机构资产
Coinbase 正在为多种可能的后量子签名方案准备托管基础设施。哈希签名可能与许多加密货币托管商使用的多方计算(MPC)系统不兼容。可编程硬件安全模块可能为 Coinbase 提供一种替代的密钥保护方法。目前,比特币开发者尚未选择或激活任何后量子签名标准。
Coinbase 为多种签名方案做准备
MARA Foundation TV 主持了 Coinbase 首席密码学家 Yehuda Lindell 的访谈。他表示,Coinbase 希望其托管平台无论最终由区块链社区选择哪种后量子签名方案,都能保持可用性。比特币尚未确定用于实际后量子环境的签名方案,这使得托管服务商缺乏统一的技术标准来重建系统。Lindell 指出,不同的区块链社区可能会做出不同的决定,而不是采用单一的共同方案。
因此,Coinbase 正在为几种可能的结果做好准备,而不是围绕某一个候选方案构建系统。Lindell 表示,公司希望避免一种情况:即某个区块链批准了一种其托管基础设施无法处理的签名方案。
这项工作的重要性不言而喻,因为根据 Lindell 在节目中提供的数据,Coinbase 为客户保管着约 2500 亿美元的机构资产。其客户包括贝莱德(BlackRock),后者使用 Coinbase Custody 来管理与其投资产品相关的数字资产。一份今年早些时候的美国托管审查报告将 Coinbase 的机构资产规模列为约 3760 亿美元,并指出该公司保障了美国现货比特币和以太坊交易所交易基金(ETF)所持资产的 80% 以上。这两个总数之间的差异可能取决于各自的报告日期以及每个估算中包含的服务或资产范围。
托管系统负责保护授权交易所需的私钥。因此,比特币签名方法的任何未来变更都将要求大型托管服务商更新用于创建、存储和操作这些密钥的技术。
后量子签名对现有 MPC 托管构成挑战
许多机构级托管平台使用多方计算(MPC)技术,将私钥的控制权分散给多个参与方。在这种安排下,没有任何参与者需要持有或组装完整的私钥即可批准交易。Lindell 表示,许多后量子签名方案可能对“MPC 不友好”,因为其数学设计与主要区块链目前使用的签名不同。基于哈希的签名构成了一个特别的问题,因为它们缺乏传统加密密钥拆分所依赖的算术结构。
Lindell 提到,包括斯坦福大学密码学家 Dan Boneh 在内的研究人员正在研究将类似 MPC 的控制机制应用于此类签名的可行方法。然而,这项研究仍处于高度实验阶段,目前尚不清楚是否能为基于哈希的签名创建一个实用的 MPC 等效系统。
Coinbase 对该领域的兴趣早于最新的托管设计。今年一月,该公司成立了一个独立的量子计算与区块链顾问委员会,成员包括 Boneh、Lindell、以太坊基金会研究员 Justin Drake、德克萨斯大学教授 Scott Aaronson、EigenLayer 创始人 Sreeram Kannan 以及分布式系统专家 Dahlia Malkhi。据 Coinbase 介绍,其后量子路线图包括更改比特币地址处理方式、更新内部密钥管理系统,以及在 MPC 基础设施中支持 ML-DSA 等方案的研究。公司委托该顾问委员会评估量子发展动态、发布建议并应对重大技术进步。
其他托管服务商已开始测试其中一条可能路径。六月,BitGo 利用 Silence Laboratories 开发的基于 ML-DSA 协议的量子安全 MPC 在其托管平台上进行了测试。据两家公司称,该模拟保留了分布式密钥控制、策略检查以及职责分离功能。ML-DSA 已被纳入 FIPS 204,这是由美国国家标准与技术研究院(NIST)发布的后量子数字签名标准。Lindell 的评论表明,如果比特币或其他网络选择不同的设计,Coinbase 希望拥有能够处理除 ML-DSA 之外其他方案的架构。
硬件模块可作为托管备用方案
为了减少对 MPC 兼容性的依赖,Lindell 透露 Coinbase 正在探索一种以可编程硬件安全模块(HSM)为核心的备用设计。HSM 是用于存储加密材料并执行敏感操作的物理保护设备。在 Coinbase 考虑的架构中,私钥将使用后量子密码术保持加密状态,并且仅在安全的 HSM 内部进行组装。在受保护的设备内包含完整密钥,将使托管服务商能够处理那些无法通过传统 MPC 拆分的签名方案。可编程模块还可以为 Coinbase 留出空间,以便在区块链开发者确立新标准时添加支持。
Lindell 未提供完成日期,表示技术工作可能需要时间。然而,一旦系统完成,他预计 Coinbase 将无需预测每个网络将选择哪种后量子方案。“我将能够说,我可以支持任何方案,”Lindell 说道。
在拟议模型下,物理安全性变得更为重要,因为完整密钥会在 HSM 内部暂时存在。因此,Coinbase 需要确保模块能够在不向外部软件或操作员暴露密钥的情况下执行签名操作。这种方法并不要求 Coinbase 放弃对支持它的签名方案的 MPC 使用。相反,HSM 架构将在网络的选定密码学无法与分布式密钥生成和签名配合使用时,作为一种额外的托管方法。
比特币尚未批准量子迁移计划
比特币目前使用椭圆曲线密码学,目前没有公开演示的量子计算机能够从暴露的公钥中推导出私钥。尽管如此,研究人员和行业团体仍呼吁尽早准备,因为改变比特币的安全模型需要进行软件开发、测试、钱包升级和网络共识。Crypto.news 六月报道,Coinbase 的顾问委员会敦促比特币开发者在具备密码学意义的量子计算机出现之前开始创建迁移工具。该委员会估计,约有 170 万枚 BTC 存放在公钥暴露的旧版支付至公钥(pay-to-public-key)地址中,而地址重用可能导致多达 500 万枚 BTC 处于未来的风险类别中。
顾问委员会并未建议冻结、销毁或将易受攻击的硬币留给未来的攻击者。它表示,比特币社区应通过其共识过程决定如何在迁移截止日期之后处理仍保留在旧地址格式中的硬币。草案提案正在审查问题的各个独立部分。BIP 360(称为 Pay-to-Merkle-Root)旨在移除 Taproot 中易受量子攻击的密钥路径支出选项,而 BIP 361 描述了在比特币获得后量子输出方法后,逐步淘汰旧版 ECDSA 和 Schnorr 签名。
这两项提案均未激活。最近的迁移评估还发现,SHRINCS——一种正在讨论的实验性基于哈希的签名设计——仍然是一个未编号的草案,需要进一步审查和完成安全证明。
对于美国投资者而言,Coinbase 的准备措施涉及通过监管投资产品持有的资产以及由直接机构客户存储的硬币。现货比特币和以太坊 ETF 投资者并不控制基金持仓背后的私钥;这些密钥由发行人选择的托管服务商管理。如果比特币、以太坊或美国上市基金使用的其他网络采用新的密码学,Coinbase 支持多种签名方案的能力可能会变得相关。任何区块链迁移仍将取决于网络规则以及用户、钱包提供商、交易所、托管服务商和基金运营商的行动,而非仅由 Coinbase 单方面决定。

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